ZDC/AliZDCDigitizer.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  19 //                                                                           //
  20 //                      ZDC digitizer class                                  //
  21 //                                                                           //
  22 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  23
  24 #include <stdlib.h>
  25
  26 // --- ROOT system
  27 #include <TTree.h>
  28 #include <TFile.h>
  29 #include <TNtuple.h>
  30 #include <TRandom.h>
  31
  32 // --- AliRoot header files
  33 #include "AliLog.h"
  34 #include "AliRun.h"
  35 #include "AliHeader.h"
  36 #include "AliGenHijingEventHeader.h"
  37 #include "AliRunDigitizer.h"
  38 #include "AliRunLoader.h"
  39 #include "AliCDBManager.h"
  40 #include "AliCDBEntry.h"
  41 #include "AliZDCSDigit.h"
  42 #include "AliZDCDigit.h"
  43 #include "AliZDCFragment.h"
  44 #include "AliZDCDigitizer.h"
  45
  46 class AliCDBStorage;
  47 class AliZDCPedestals;
  48 class AliZDCCalib;
  49 class AliZDCRecParam;
  50
  51 ClassImp(AliZDCDigitizer)
  52
  53
  54 //____________________________________________________________________________
  55 AliZDCDigitizer::AliZDCDigitizer()
  56 {
  57 // Default constructor
  58
  59 }
  60
  61 //____________________________________________________________________________
  62 AliZDCDigitizer::AliZDCDigitizer(AliRunDigitizer* manager):
  63   AliDigitizer(manager)
  64 {
  65   fIsCalibration=0; //By default the simulation doesn't create calib. data
  66 //  fIsCalibration=1; //To create pedestal calib. data
  67   // Get calibration data
  68   fPedData = GetPedData();
  69   fCalibData = GetCalibData();
  70   fRecParam = GetRecParam();
  71   if(fIsCalibration!=0) printf("\n\t AliZDCDigitizer -> Creating calibration data (pedestals)\n");
  72
  73 }
  74
  75 //____________________________________________________________________________
  76 AliZDCDigitizer::~AliZDCDigitizer()
  77 {
  78 // Destructor
  79
  80 }
  81
  82
  83 //____________________________________________________________________________
  84 AliZDCDigitizer::AliZDCDigitizer(const AliZDCDigitizer &digitizer):
  85   AliDigitizer()
  86 {
  87   // Copy constructor
  88
  89   for(Int_t i=0; i<6; i++){
  90      for(Int_t j=0; j<5; j++){
  91         fPMGain[i][j]   = digitizer.fPMGain[i][j];
  92      }
  93   }
  94   for(Int_t i=0; i<2; i++) fADCRes[i] = digitizer.fADCRes[i];
  95   fIsCalibration = digitizer.fIsCalibration;
  96   fPedData = digitizer.fPedData;
  97   fCalibData = digitizer.fCalibData;
  98   fRecParam = digitizer.fRecParam;
  99
 100 }
 101
 102 //____________________________________________________________________________
 103 Bool_t AliZDCDigitizer::Init()
 104 {
 105   // Initialize the digitizer
 106   // NB -> PM gain vs. HV & ADC resolutions will move to DCDB ***************
 107    for(Int_t j = 0; j < 5; j++){
 108      fPMGain[0][j] = 50000.;
 109      fPMGain[1][j] = 100000.;
 110      fPMGain[2][j] = 100000.;
 111      fPMGain[3][j] = 50000.;
 112      fPMGain[4][j] = 100000.;
 113      fPMGain[5][j] = 100000.;
 114    }
 115    // ADC Caen V965
 116   fADCRes[0] = 0.0000008; // ADC Resolution high gain: 200 fC/adcCh
 117   fADCRes[1] = 0.0000064; // ADC Resolution low gain:  25  fC/adcCh
 118
 119   return kTRUE;
 120 }
 121
 122 //____________________________________________________________________________
 123 void AliZDCDigitizer::Exec(Option_t* /*option*/)
 124 {
 125   // Execute digitization
 126
 127   // ------------------------------------------------------------
 128   // !!! 2nd ZDC set added
 129   // *** 1st 3 arrays are digits from REAL (simulated) hits
 130   // *** last 2 are copied from simulated digits
 131   // --- pm[0][...] = light in ZN right  [C, Q1, Q2, Q3, Q4]
 132   // --- pm[1][...] = light in ZP right [C, Q1, Q2, Q3, Q4]
 133   // --- pm[2][...] = light in ZEM [x, 1, 2, x, x]
 134   // --- pm[3][...] = light in ZN left [C, Q1, Q2, Q3, Q4] ->NEW!
 135   // --- pm[4][...] = light in ZP left [C, Q1, Q2, Q3, Q4] ->NEW!
 136   // ------------------------------------------------------------
 137   Float_t pm[5][5];
 138   for(Int_t iSector1=0; iSector1<5; iSector1++)
 139     for(Int_t iSector2=0; iSector2<5; iSector2++){
 140       pm[iSector1][iSector2] = 0;
 141     }
 142
 143   // ------------------------------------------------------------
 144   // ### Out of time ADC added (22 channels)
 145   // --- same codification as for signal PTMs (see above)
 146   // ------------------------------------------------------------
 147   Float_t pmoot[5][5];
 148   for(Int_t iSector1=0; iSector1<5; iSector1++)
 149     for(Int_t iSector2=0; iSector2<5; iSector2++){
 150       pmoot[iSector1][iSector2] = 0;
 151     }
 152
 153   // impact parameter and number of spectators
 154   Float_t impPar = -1;
 155   Int_t specN = 0;
 156   Int_t specP = 0;
 157
 158   // loop over input streams
 159   for(Int_t iInput = 0; iInput<fManager->GetNinputs(); iInput++){
 160
 161     // get run loader and ZDC loader
 162     AliRunLoader* runLoader =
 163       AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(iInput));
 164     AliLoader* loader = runLoader->GetLoader("ZDCLoader");
 165     if(!loader) continue;
 166
 167     // load sdigits
 168     loader->LoadSDigits();
 169     TTree* treeS = loader->TreeS();
 170     if(!treeS) continue;
 171     AliZDCSDigit sdigit;
 172     AliZDCSDigit* psdigit = &sdigit;
 173     treeS->SetBranchAddress("ZDC", &psdigit);
 174
 175     // loop over sdigits
 176     for(Int_t iSDigit=0; iSDigit<treeS->GetEntries(); iSDigit++){
 177       treeS->GetEntry(iSDigit);
 178       //
 179       if(!psdigit) continue;
 180       if((sdigit.GetSector(1) < 0) || (sdigit.GetSector(1) > 4)){
 181         AliError(Form("\nsector[0] = %d, sector[1] = %d\n",
 182                       sdigit.GetSector(0), sdigit.GetSector(1)));
 183         continue;
 184       }
 185       //
 186       pm[(sdigit.GetSector(0))-1][sdigit.GetSector(1)] += sdigit.GetLightPM();
 187       /*printf("\n\t Detector %d, Tower %d -> pm[%d][%d] = %.0f \n",
 188           sdigit.GetSector(0), sdigit.GetSector(1),sdigit.GetSector(0)-1,
 189           sdigit.GetSector(1), pm[sdigit.GetSector(0)-1][sdigit.GetSector(1)]); // Chiara debugging!
 190       */
 191     }
 192
 193     loader->UnloadSDigits();
 194
 195     // get the impact parameter and the number of spectators in case of hijing
 196     if(!runLoader->GetAliRun()) runLoader->LoadgAlice();
 197     AliHeader* header = runLoader->GetAliRun()->GetHeader();
 198     if(!header) continue;
 199     AliGenEventHeader* genHeader = header->GenEventHeader();
 200     if(!genHeader) continue;
 201     if(!genHeader->InheritsFrom(AliGenHijingEventHeader::Class())) continue;
 202     impPar = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ImpactParameter();
 203     //
 204     specN = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ProjSpectatorsn();
 205     specP = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ProjSpectatorsp();
 206     AliDebug(2, Form("\n AliZDCDigitizer -> b = %f fm, Nspecn = %d, Nspecp = %d\n",
 207                      impPar, specN, specP));
 208     printf("\n\t AliZDCDigitizer -> b = %f fm, # generated spectator n = %d,"
 209     " # generated spectator p = %d\n", impPar, specN, specP);
 210   }
 211
 212   // add spectators
 213   if(impPar >= 0) {
 214     Int_t freeSpecN, freeSpecP;
 215     Fragmentation(impPar, specN, specP, freeSpecN, freeSpecP);
 216     printf("\n\t AliZDCDigitizer -> Adding signal for %d free spectator n\n",freeSpecN);
 217     SpectatorSignal(1, freeSpecN, pm);
 218     printf("\t AliZDCDigitizer -> Adding signal for %d free spectator p\n\n",freeSpecP);
 219     SpectatorSignal(2, freeSpecP, pm);
 220   }
 221
 222
 223   // get the output run loader and loader
 224   AliRunLoader* runLoader =
 225     AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetOutputFolderName());
 226   AliLoader* loader = runLoader->GetLoader("ZDCLoader");
 227   if(!loader) {
 228     AliError("no ZDC loader found");
 229     return;
 230   }
 231
 232   // create the output tree
 233   const char* mode = "update";
 234   if(runLoader->GetEventNumber() == 0) mode = "recreate";
 235   loader->LoadDigits(mode);
 236   loader->MakeTree("D");
 237   TTree* treeD = loader->TreeD();
 238   AliZDCDigit digit;
 239   AliZDCDigit* pdigit = &digit;
 240   const Int_t kBufferSize = 4000;
 241   treeD->Branch("ZDC", "AliZDCDigit", &pdigit, kBufferSize);
 242
 243   // Create digits
 244   Int_t sector[2];
 245   Int_t digi[2], digioot[2];
 246   for(sector[0]=1; sector[0]<6; sector[0]++){
 247     for(sector[1]=0; sector[1]<5; sector[1]++){
 248         if((sector[0]==3) && ((sector[1]<1) || (sector[1]>2))) continue;
 249         for(Int_t res=0; res<2; res++){
 250            digi[res] = Phe2ADCch(sector[0], sector[1], pm[sector[0]-1][sector[1]], res)
 251                     + Pedestal(sector[0], sector[1], res);
 252         }
 253         /*printf("\t DIGIT added -> det %d quad %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 254              sector[0], sector[1], digi[0], digi[1]); // Chiara debugging!
 255         */
 256         //
 257         new(pdigit) AliZDCDigit(sector, digi);
 258         treeD->Fill();
 259     }
 260   } // Loop over detector
 261   // Adding in-time digits for 2 reference PTM signals (after signal ch.)
 262   // (for the moment the ref. signal is completely invented assuming a PMgain of 5*10^4!)
 263   Int_t sectorRef[2];
 264   sectorRef[1] = 5;
 265   Int_t sigRef[2];
 266   // Reference signal are set to 100 (high gain chain) and 800 (low gain chain)
 267   if(fIsCalibration==0) {sigRef[0]=100;  sigRef[1]=800;}
 268   else {sigRef[0]=0;  sigRef[1]=0;} // calibration -> simulation of pedestal values
 269   //
 270   for(Int_t iref=0; iref<2; iref++){
 271      sectorRef[0] = 3*iref+1;
 272      for(Int_t res=0; res<2; res++){
 273        sigRef[res] += Pedestal(sectorRef[0], sectorRef[1], res);
 274      }
 275      /*printf("\t RefDigit added -> det = %d, quad = %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 276          sectorRef[0], sectorRef[1], sigRef[0], sigRef[1]); // Chiara debugging!
 277      */
 278      new(pdigit) AliZDCDigit(sectorRef, sigRef);
 279      treeD->Fill();
 280   }
 281   //
 282   // --- Adding digits for out-of-time channels after signal digits
 283   for(sector[0]=1; sector[0]<6; sector[0]++){
 284     for(sector[1]=0; sector[1]<5; sector[1]++){
 285         if((sector[0]==3) && ((sector[1]<1) || (sector[1]>2))) continue;
 286         for(Int_t res=0; res<2; res++){
 287            digioot[res] = Pedestal(sector[0], sector[1], res); // out-of-time ADCs
 288         }
 289         /*printf("\t DIGIToot added -> det = %d, quad = %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 290              sector[0], sector[1], digioot[0], digioot[1]); // Chiara debugging!
 291         */
 292         //
 293         new(pdigit) AliZDCDigit(sector, digioot);
 294         treeD->Fill();
 295     }
 296   }
 297   // Adding out-of-time digits for 2 reference PTM signals (after out-of-time ch.)
 298   Int_t sigRefoot[2];
 299   for(Int_t iref=0; iref<2; iref++){
 300      sectorRef[0] = 3*iref+1;
 301      for(Int_t res=0; res<2; res++){
 302        sigRefoot[res] = Pedestal(sectorRef[0], sectorRef[1], res);
 303      }
 304      /*printf("\t RefDigitoot added -> det = %d, quad = %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 305          sectorRef[0], sectorRef[1], sigRefoot[0], sigRefoot[1]); // Chiara debugging!
 306      */
 307      new(pdigit) AliZDCDigit(sectorRef, sigRefoot);
 308      treeD->Fill();
 309   }
 310   //printf("\t AliZDCDigitizer -> TreeD has %d entries\n",(Int_t) treeD->GetEntries());
 311
 312   // write the output tree
 313   loader->WriteDigits("OVERWRITE");
 314   loader->UnloadDigits();
 315 }
 316
 317
 318 //_____________________________________________________________________________
 319 void AliZDCDigitizer::Fragmentation(Float_t impPar, Int_t specN, Int_t specP,
 320                                     Int_t &freeSpecN, Int_t &freeSpecP) const
 321 {
 322 // simulate fragmentation of spectators
 323
 324   Int_t zz[100], nn[100];
 325   AliZDCFragment frag(impPar);
 326   for(Int_t j=0; j<=99; j++){
 327      zz[j] =0;
 328      nn[j] =0;
 329   }
 330
 331   // Fragments generation
 332   Int_t nAlpha;
 333   frag.GenerateIMF(zz, nAlpha);
 334
 335   // Attach neutrons
 336   Int_t ztot=0;
 337   Int_t ntot=0;
 338   frag.AttachNeutrons(zz, nn, ztot, ntot);
 339   freeSpecN = specN-ntot-2*nAlpha;
 340   freeSpecP = specP-ztot-2*nAlpha;
 341   // Removing deuterons
 342   Int_t ndeu = (Int_t) (freeSpecN*frag.DeuteronNumber());
 343   freeSpecN -= ndeu;
 344   //
 345   if(freeSpecN<0) freeSpecN=0;
 346   if(freeSpecP<0) freeSpecP=0;
 347   AliDebug(2, Form("FreeSpn = %d, FreeSpp = %d", freeSpecN, freeSpecP));
 348 }
 349
 350 //_____________________________________________________________________________
 351 void AliZDCDigitizer::SpectatorSignal(Int_t SpecType, Int_t numEvents,
 352                                       Float_t pm[3][5]) const
 353 {
 354 // add signal of the spectators
 355
 356   TFile* file = NULL;
 357   if(SpecType == 1) {           // --- Signal for spectator neutrons
 358     file = TFile::Open("$ALICE_ROOT/ZDC/ZNsignalntu.root");
 359   } else if(SpecType == 2) {    // --- Signal for spectator protons
 360     file = TFile::Open("$ALICE_ROOT/ZDC/ZPsignalntu.root");
 361   }
 362   if(!file || !file->IsOpen()) {
 363     AliError("Opening of file failed");
 364     return;
 365   }
 366
 367   TNtuple* zdcSignal = (TNtuple*) file->Get("ZDCSignal");
 368   Int_t nentries = (Int_t) zdcSignal->GetEntries();
 369
 370   Float_t *entry, hitsSpec[7];
 371   Int_t pl, i, j, k, iev=0, rnd[125], volume[2];
 372   for(pl=0;pl<125;pl++) rnd[pl] = 0;
 373   if(numEvents > 125) {
 374     AliWarning(Form("numEvents (%d) is larger than 125", numEvents));
 375     numEvents = 125;
 376   }
 377   for(pl=0;pl<numEvents;pl++){
 378      rnd[pl] = (Int_t) (9999*gRandom->Rndm());
 379      if(rnd[pl] >= 9999) rnd[pl] = 9998;
 380      //printf(" rnd[%d] = %d\n",pl,rnd[pl]);
 381   }
 382   // Sorting vector in ascending order with C function QSORT
 383   qsort((void*)rnd,numEvents,sizeof(Int_t),comp);
 384   do{
 385      for(i=0; i<nentries; i++){
 386         zdcSignal->GetEvent(i);
 387         entry = zdcSignal->GetArgs();
 388         if(entry[0] == rnd[iev]){
 389           for(k=0; k<2; k++) volume[k] = (Int_t) entry[k+1];
 390           for(j=0; j<7; j++) hitsSpec[j] = entry[j+3];
 391           //
 392           Float_t lightQ = hitsSpec[4];
 393           Float_t lightC = hitsSpec[5];
 394           AliDebug(3, Form("SpectatorSignal -> vol = (%d, %d), lightQ = %.0f, lightC = %.0f",
 395                            volume[0], volume[1], lightQ, lightC));
 396           //printf("\n   Volume = (%d, %d), lightQ = %.0f, lightC = %.0f",
 397           //                 volume[0], volume[1], lightQ, lightC);
 398           if(volume[0] != 3) {  // ZN or ZP
 399             pm[volume[0]-1][0] += lightC;
 400             pm[volume[0]-1][volume[1]] += lightQ;
 401             //printf("\n   pm[%d][0] = %.0f, pm[%d][%d] = %.0f\n",(volume[0]-1),pm[volume[0]-1][0],
 402             //  (volume[0]-1),volume[1],pm[volume[0]-1][volume[1]]);
 403           }
 404           else {
 405             if(volume[1] == 1) pm[2][1] += lightC; // ZEM 1
 406             else               pm[2][2] += lightQ; // ZEM 2
 407             //printf("\n   pm[2][1] = %.0f, pm[2][2] = %.0f\n",pm[2][1],pm[2][2]);
 408           }
 409         }
 410         else if(entry[0] > rnd[iev]){
 411           iev++;
 412           continue;
 413         }
 414      }
 415   }while(iev<numEvents);
 416
 417   file->Close();
 418   delete file;
 419 }
 420
 421
 422 //_____________________________________________________________________________
 423 Int_t AliZDCDigitizer::Phe2ADCch(Int_t Det, Int_t Quad, Float_t Light,
 424                                  Int_t Res) const
 425 {
 426   // Evaluation of the ADC channel corresponding to the light yield Light
 427   Int_t vADCch = (Int_t) (Light * fPMGain[Det-1][Quad] * fADCRes[Res]);
 428   //printf("\t Phe2ADCch -> det %d quad %d - phe %.0f  ADC %d\n", Det,Quad,Light,vADCch);
 429
 430   return vADCch;
 431 }
 432
 433 //_____________________________________________________________________________
 434 Int_t AliZDCDigitizer::Pedestal(Int_t Det, Int_t Quad, Int_t Res) const
 435 {
 436   // Returns a pedestal for detector det, PM quad, channel with res.
 437   //
 438   Float_t pedValue;
 439   // Normal run
 440   if(fIsCalibration == 0){
 441     Int_t index=0, kNch=24;
 442     if(Quad!=5){
 443       if(Det==1)        index = Quad+kNch*Res;    // ZNC
 444       else if(Det==2)   index = (Quad+5)+kNch*Res;  // ZPC
 445       else if(Det==3)   index = (Quad+9)+kNch*Res;  // ZEM
 446       else if(Det==4)   index = (Quad+12)+kNch*Res; // ZNA
 447       else if(Det==5)   index = (Quad+17)+kNch*Res; // ZPA
 448     }
 449     else index = (Det-1)/3+22+kNch*Res; // Reference PMs
 450     //
 451     Float_t meanPed = fPedData->GetMeanPed(index);
 452     Float_t pedWidth = fPedData->GetMeanPedWidth(index);
 453     pedValue = gRandom->Gaus(meanPed,pedWidth);
 454     //
 455     /*printf("\t  AliZDCDigitizer::Pedestal -> det %d quad %d res %d - Ped[%d] = %d\n",
 456         Det, Quad, Res, index,(Int_t) pedValue); // Chiara debugging!
 457     */
 458   }
 459   // To create calibration object
 460   else{
 461     if(Res == 0) pedValue = gRandom->Gaus((35.+10.*gRandom->Rndm()),(0.5+0.2*gRandom->Rndm())); //High gain
 462     else  pedValue = gRandom->Gaus((250.+100.*gRandom->Rndm()),(3.5+2.*gRandom->Rndm())); //Low gain
 463   }
 464
 465   return (Int_t) pedValue;
 466 }
 467
 468 //_____________________________________________________________________________
 469 AliCDBStorage* AliZDCDigitizer::SetStorage(const char *uri)
 470 {
 471
 472   Bool_t deleteManager = kFALSE;
 473
 474   AliCDBManager *manager = AliCDBManager::Instance();
 475   AliCDBStorage *defstorage = manager->GetDefaultStorage();
 476
 477   if(!defstorage || !(defstorage->Contains("ZDC"))){
 478      AliWarning("No default storage set or default storage doesn't contain ZDC!");
 479      manager->SetDefaultStorage(uri);
 480      deleteManager = kTRUE;
 481   }
 482
 483   AliCDBStorage *storage = manager->GetDefaultStorage();
 484
 485   if(deleteManager){
 486     AliCDBManager::Instance()->UnsetDefaultStorage();
 487     defstorage = 0;   // the storage is killed by AliCDBManager::Instance()->Destroy()
 488   }
 489
 490   return storage;
 491 }
 492
 493 //_____________________________________________________________________________
 494 AliZDCPedestals* AliZDCDigitizer::GetPedData() const
 495 {
 496
 497   // Getting pedestal calibration object for ZDC set
 498
 499   AliCDBEntry  *entry = AliCDBManager::Instance()->Get("ZDC/Calib/Pedestals");
 500   if(!entry) AliFatal("No calibration data loaded!");
 501
 502   AliZDCPedestals *calibdata = dynamic_cast<AliZDCPedestals*>  (entry->GetObject());
 503   if(!calibdata)  AliFatal("Wrong calibration object in calibration  file!");
 504
 505   return calibdata;
 506 }
 507
 508 //_____________________________________________________________________________
 509 AliZDCCalib* AliZDCDigitizer::GetCalibData() const
 510 {
 511
 512   // Getting calibration object for ZDC set
 513
 514   AliCDBEntry  *entry = AliCDBManager::Instance()->Get("ZDC/Calib/Calib");
 515   if(!entry) AliFatal("No calibration data loaded!");
 516
 517   AliZDCCalib *calibdata = dynamic_cast<AliZDCCalib*>  (entry->GetObject());
 518   if(!calibdata)  AliFatal("Wrong calibration object in calibration  file!");
 519
 520   return calibdata;
 521 }
 522
 523 //_____________________________________________________________________________
 524 AliZDCRecParam* AliZDCDigitizer::GetRecParam() const
 525 {
 526
 527   // Getting calibration object for ZDC set
 528
 529   AliCDBEntry  *entry = AliCDBManager::Instance()->Get("ZDC/Calib/RecParam");
 530   if(!entry) AliFatal("No calibration data loaded!");
 531
 532   AliZDCRecParam *calibdata = dynamic_cast<AliZDCRecParam*>  (entry->GetObject());
 533   if(!calibdata)  AliFatal("Wrong calibration object in calibration  file!");
 534
 535   return calibdata;
 536 }
 537